内蒙古通辽市科尔沁左翼中旗实验高级中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份内蒙古通辽市科尔沁左翼中旗实验高级中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷(含答案)，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列说法中正确的是( )
A.做圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心
B.平抛运动的物体速度变化的方向始终是竖直向下的
C.两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动一定也是匀变速直线运动
D.物体受一恒力作用，可能做匀速圆周运动
2．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知( )
A.太阳位于木星运行轨道的中心
B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
3．市场上出售的苍蝇拍，把手长50cm的明显比30cm的使用效果好，这是因为使用把手长的拍子打苍蝇时( )
A.苍蝇看不见苍蝇拍子而易被打B.由于拍子转动角速度大而易打到苍蝇
C.由于拍子转动线速度大而易打到苍蝇D.无法确定
4．一河宽60m，船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s，则( )
A.过河的最短时间为15s，此时的位移是75m
B.过河的最短时间为12s，此时的位移是60m
C.过河的最小位移是75m，所用时间是15s
D.过河的最小位移是60m，所用时间是12s
5．据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancrie”。该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同，“55Cancrie”与地球均做匀速圆周运动，则“55Cancrie”与地球的( )。
A.轨道半径之比约为B.轨道半径之比约为
C.向心加速度之比约为D.向心加速度之比约为
6．某双星由质量不等的星体和构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T，到C点的距离为和的距离为r，已知引力常量为G，由此可求出的质量为( )。
A.B.
C.D.
7．如图所示，一阶梯高宽都为0.4m，一球以水平速度v飞出，欲打在第四级台阶上，则v的取值范围是( )
A.B.
C.D.
8．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的前提下，当小车匀速向右运动时，绳中拉力( ).
A.大于A所受的重力
B.等于A所受的重力
C.小于A所受的重力
D.先大于A所受的重力，后等于A所受的重力
二、多选题
9．a是静置在地球赤道上的物体，b是近地卫星，c是地球同步卫星，a、b、c在同一平面内绕地心做逆时针方向的圆周运动，某时刻，它们运行到过地心的同一直线上，如图所示.一段时间后，它们的位置可能是图中的( )
A.B.
C.D.
10．如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是( )
A.三个物体抛出时初速度的水平分量相等
B.三个物体抛出时初速度的竖直分量相等
C.沿路径1抛出的物体在空中运动的时间最长
D.沿路径3抛出的物体落地的速率最小
三、实验题
11．(1)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取，那么：
①照相机的闪光频率是_____Hz；
②小球运动中水平分速度的大小是______m/s；
③小球经过B点时的速度大小是______m/s。
(2)某同学获得了如图所示的平抛运动的轨迹，并在图上建立了直角坐标系，坐标原点O为小球的抛出点。若在轨迹上任取一点，测得坐标为，则还可以利用图像求出小球抛出时的初速度______。
(3)如图，若某同学在平抛运动的轨迹图上建立坐标系时，x坐标与初速度的方向不平行。请用合理的办法确定图中重力加速度的方向（简单写出作图的过程，并保留作图痕迹）。
四、计算题
12．某个质量为m的物体在从静止开始下落的过程中，除了重力之外还受到水平方向的大小、方向都不变的力F的作用.
(1)求它在t时刻的水平分速度和竖直分速度.
(2)建立适当的坐标系，写出这个坐标系中代表物体运动轨迹的x、y之间的关系式.这个物体在沿什么样的轨迹运动？
13．有一辆质量为600kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。（）
问：
(1)汽车到达桥顶时速度为6m/s，汽车对桥的压力是多大？
(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空？
(3)汽车对地面的压力过小是不安全的。因此从这个角度讲，汽车过桥时的速度不能过大。对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？
(4)如果拱桥的半径增大到与地球半径R（）一样，汽车要在桥面上腾空，速度要多大？
14．有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的3倍，求该星球的质量将是地球质量的多少倍？
15．如图所示，在水平圆盘上有一过圆心的光滑水平槽，槽内有两根原长、劲度系数均相同的橡皮绳拉住一质量为m的小球（可以视为质点），一条橡皮绳拴在O点，另一条拴在点，其中O点为圆盘的中心，点为圆盘的边缘。橡皮绳的劲度系数为k（类似弹簧遵从胡克定律），原长为圆盘半径R的。现使圆盘角速度由零缓慢增大，求圆盘的角速度与时，小球所对应的线速度之比。
参考答案
1．答案：B
解析：A.变速圆周运动的合外力不指向圆心，则加速度不指向圆心，A错误；
B.平抛运动由于加速度竖直向下，由
可知，平抛运动的物体速度变化的方向始终是竖直向下的，B正确；
C.两个初速度不为零的匀变速直线运动合成，若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，合运动为曲线运动，C错误；
D.匀速圆周运动的合力提供向心力，始终指向圆心，不可能为恒力，D错误。
故选B。
2．答案：C
解析：开普勒第一定律的内容:所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动,太阳处于椭圆的一个焦点上,故A错误。火星和木星绕太阳运动的轨道为椭圆,行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化,故B错误。若行星的公转周期为T,则,常数k,与行星无关,与中心天体有关,故C正确。开普勒第二定律的内容:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,是对同一个行星而言,故D错误。
3．答案：C
解析：要想打到苍蝇，必须要提高线速度；由于苍蝇拍质量很小，故可以认为人使用时角速度一定，根据公式，提高拍头的转动半径后，会提高线速度，故C正确，ABD错误.
4．答案：A
解析：AB.当静水速的方向与河岸方向垂直时，渡河时间最短
沿水流方向上的位移
此时船的位移
故A正确，B错误；
CD.静水速大于水流速，当静水速和水流速的合速度方向与河岸垂直时，将沿合速度方向运动，渡河位移最短，为60m。渡河的时间
故CD错误。
故选A。
5．答案：B
解析：因为母星的体积为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同，所以母星的质量是太阳的60倍，根据万有引力提供向心力有
解得
，
行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，则
，
故选B。
6．答案：D
解析：对星体由万有引力提供向心力
可得，的质量为
故选D。
7．答案：A
解析：若小球打在第四级台阶的边缘上，则，，解得：、。
若小球打在第三级台阶的边缘上，则，，解得：、。
欲打在第四级台阶上，则v的取值范围是。故A项正确，BCD三项错误。
8．答案：A
解析：绳与小车的结点向右匀速运动，此为合运动，可把它按如图所示进行分解。
其中为绳被拉伸的速度，
A上升的速度与大小相等，即
随着车往右运动，θ角减小，故增大，即A物体加速上升，加速度竖直向上，由牛顿第二定律得，绳中拉力
故A正确，BCD错误。
故选A。
9．答案：AC
解析：同步卫星与地球保持相对静止，所以物体a、卫星c的角速度相同。所以c始终在a的正上方。角速度，近地卫星绕地球运行的角速度大于地球自转角速度。一段时间后它们的位置可能是图中的a或c。故A、C正确，B、D错误。
故选AC
10．答案：BD
解析：A.设任一小球初速度大小为，初速度的竖直分量为，水平分量为，初速度与水平方向的夹角为α，上升的最大高度为h，运动时间为t，落地速度大小为v，对速度进行分解
相同，α不同，则不同，初速度水平分量不等，故A错误；
B.取竖直向上方向为正方向，小球竖直方向上做匀减速直线运动，加速度为，由
解得
h相同，相同，则三个小球初速度的竖直分量相同，故B正确；
C.斜抛运动具有对称性，以过最高点之后的平抛为研究阶段，由运动学公式有
则得
则知三个球运动的时间相等；故C错误；
D.落地速度为
由于沿路径3抛出的物体α角最大，故可知其落地速度最小，故D正确。
故选BD。
11．答案：(1)10；1.5；2.5
(2)
(3)见详解，
解析：(1)水平方向
竖直方向
得
，
照相机的闪光频率为
B点的竖直速度为
小球经过B点时的速度大小是
(2)根据
，
得
(3)平抛运动在水平方向做匀速直线运动，则各点间水平距离相等。连接第一个点和第四个点，将该线段三等分，各等分点与轨迹上的点相连，即重力加速度的方向，如图
12．答案：(1)，(2)，物体沿直线运动
解析：(1)以物体下落点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴；水平分运动是初速度为零的匀加速直线运动，竖直分运动是自由落体运动，故：
(2)由题意可知，竖直方向的重力与水平方向的拉力F均不变，由力的合成可知，则其合力也恒定，由于从静止开始运动，因此物体做初速度为零的匀加速直线运动；由于水平方向力的大小一定，又小球受到的重力方向向下，且均为恒力，所以小球受到的合力根据平行四边形定则应沿斜向下方，又初速度为零，所以小球将沿合力方向做匀加速直线运动，由数学知识，
13．答案：(1)5568N
(2)
(3)拱桥圆弧半径越大，汽车行驶越安全
(4)8.0km/s
解析：(1)汽车在桥顶部做圆周运动，重力G和支持力的合力提供向心力，即
故汽车所受支持力
根据牛顿第三定律得，汽车对桥顶的压力大小也是5568N
(2)根据题意，当汽车对桥顶没有压力时，即
对应的速度为v，有
(3)汽车在桥顶部做圆周运动，重力和支持力的合力提供向心力，即
因此对于相同的行驶速度，拱桥圆弧半径越大，桥面所受压力越大，汽车行驶越安全
(4)根据第二问的结论，对应的速度为，有
即
14．答案：27
解析：设将质量为m的物体分别放在星球和地球表面上，重力近似等于万有引力
同理
得
则
15．答案：
解析：当橡皮绳拉伸而刚好被拉直时，设小球做匀速圆周运动的角速度为；由牛顿第二定律有
得
当时，橡皮绳拉伸，有牛顿第二定律
得
当时橡皮绳松弛，由牛顿第二定律
即
所以